極目新聞記者 李碗容
通訊員 高翔 江可凡
9月16日，極目新聞記者從華中科技大學(xué)獲悉，9月15日，該校“天琴”引力波理論團(tuán)隊在國際最權(quán)威天文刊物之一《自然》雜志子刊《自然-天文》上刊文，介紹中國空間引力波探測計劃。據(jù)了解，此文是應(yīng)刊物主編邀請，中國科學(xué)家第一次在頂尖國際雜志對中國空間引力波探測計劃做完整系統(tǒng)的介紹。
龔云貴做研究
引力波就在我們身邊
引力波是愛因斯坦100年前，在廣義相對論中的一個預(yù)言。根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，有質(zhì)量物體的非對稱加速運動在時空中產(chǎn)生的漣漪會像波浪一樣傳播，這就是引力波。
“引力波其實就存在于我們的日常生活中，比如兩個跳廣場舞的人也會引起引力波。但是，引力波是十分微弱的波，很難檢測到。”論文第一作者、華中科技大學(xué)物理學(xué)院教授龔云貴介紹，2016年2月，美國首次直接探測到了引力波。而在引力波探測領(lǐng)域，中國從未缺席。2014年3月，中國科學(xué)院院士羅俊在華中科技大學(xué)的一次國際會議上首次提出、以中國為主導(dǎo)的國際空間引力波探測計劃——天琴計劃。“其實自1994年開始，羅俊院士在華中科技大學(xué)引力中心就開始布局空間引力波探測研究，二十多年來積累了若干關(guān)鍵技術(shù)，儲備了一批優(yōu)秀的人才。”龔云貴介紹道。
“國際上對于我國先后提出的兩個引力波探測計劃不是很了解，邀請我們寫一篇論文介紹中國這兩個計劃。”龔云貴說。此次發(fā)表的論文中就論述了“天琴”與“太極”計劃進(jìn)展情況和科學(xué)目標(biāo)。與此同時，論文談到“天琴”和“太極”聯(lián)合觀測的效果，龔云貴長期從事引力理論、引力波物理及宇宙學(xué)方面的研究，在國際上最先開展中國的天琴及太極聯(lián)合觀測方面的研究。
論文內(nèi)容
“兩個計劃聯(lián)合，肯定是1+1＞2，但是具體能達(dá)到什么效果，這是我們很關(guān)注的點。”單個引力波探測器對于不同空間方位的敏感度不同，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)“天琴”及“太極”聯(lián)合起來不僅可以覆蓋更寬廣的空間，而且可以更加精確地確定引力波源的物理參數(shù)，從而更好地理解種子黑洞的起源及演化，宇宙的起源及演化及和引力的本質(zhì)特性等。
論文還進(jìn)一步談到，歐美LISA計劃若和“天琴”及“太極”聯(lián)合，將會發(fā)揮更大的合力效果。“我們不排斥合作，目前科學(xué)家們碰到共同問題，也會一起討論尋找解決途徑。多方合作還能互相驗證、形成共贏。”龔云貴說。
引力波打開觀測宇宙的一扇新窗戶
為何各國都競相研究引力波，引力波研究的意義何在？龔云貴說：“電磁波是證明電磁理論的重要手段，引力波也是驗證引力理論的一個重要手段。”據(jù)他介紹，目前公認(rèn)愛因斯坦廣義相對論是正確的引力理論，但是那些驗證都是在弱引力場條件下進(jìn)行的，引力波可以在強引力場及非線性條件下驗證廣義相對論。
龔云貴補充解釋，引力波也是探測宇宙的一種新手段，目前宇宙觀測主要是通過電磁手段，但是電磁信號最多可以觀測到紅移3000的宇宙，更早期宇宙的觀測只能通過引力波觀測，引力也是理解黑洞的起源及演化的重要手段。“其實我們現(xiàn)在探測引力波，某種意思上就是接收很遠(yuǎn)星球的信號，從而對那個時候的宇宙進(jìn)行認(rèn)知。”龔云貴說。
引力波可以傳播信號，它在一定程度上和電磁波信號傳輸功能一樣。龔云貴介紹，未來如果我們可以很好地產(chǎn)生和控制引力波就可以實現(xiàn)星際間的通信往來，“科幻小說《三體》中的宇宙來信，也許我們就能接收到，我們也能給宇宙發(fā)信，當(dāng)然這些只是目前一個設(shè)想，能否實現(xiàn)還是要看我們對引力波的研究進(jìn)展。”
龔云貴坦言，在空間引力波探測上，中國與歐美的差距正不斷縮小，中國也正在不斷加強在這一領(lǐng)域的研究。龔云貴帶領(lǐng)的“天琴”引力波理論團(tuán)隊未來將會聚焦引力波數(shù)據(jù)科學(xué)分析和引力波模板等方面進(jìn)行探索。
天琴一號發(fā)射
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